第1章 课时练3 分子动能和分子势能-【百汇大课堂·高中学习测试卷】2024-2025学年高中物理选择性必修第三册（人教版2019）

空气受到重力作用产生的，A错误：容器内的大量气体分子对 A、B错误：根据液体内部压强规律p=Pgh可知pA>p;C、 器璧的碰撞满足统计规律，机会均等，故器壁各部分气体压强 D处气体分子平均碰撞情况一致，乙容器中pc=pD,选项C 相等，B正确；温度升高，分子的平均速率增大，碰撞对容器壁 错误；当温度升高时，pApB不变，pcpD变大，选项D正确。 的平均作用力增大，由于气体体积的变化情况不确定，故气体 9.答案：(1)106cm2(2)8X106cm3(3)7.5×100m 的分子数密度变化情况不确定，在单位时间内对单位面积器 (4)见解析 壁的平均撞击力不一定增大，C错误；一定质量的理想气体， 解析：(1)根据图中的轮廓可知，油膜面积为S=106×12cm 从宏观上看，压强与气体的体积及温度均有关系，从微观上 =106cm2。 看，压强与单位体积内的分子数及分子的平均速率有关，故体 积减小，压强不一定增大，D错误。 (②由1mL溶液为75滴，可知1清溶液的体积为元ml,已知 4,ABD解析：温度越高，分子平均速率越大，A正确；由不间温 每10mL溶液中有纯油酸6mL,则1滴溶液中含纯油酸的 度下的分子速率分布曲线可知，各速率区间的分子数占总分 .6 体积为V污X0mL=8X10-5cm 子数的百分比呈现“中间多、两头少”的统计规律，B正确：温 度高，分子平均速率大，与任一分子的速率无关，C错误：温度 V8×10- (3)油酸分子直径为d= 106cm≈7.5X10"cm= 升高则分子运动的激烈程度增大，则单位时间内撞击容器壁 7.5X10-10m. 的分子数增加，故对容器壁单位面积的平均作用力更大，D (4)主要有两个原因：①水面受到落下液滴的冲击，先陷下后 正确。 又恢复水平，因此油膜的面积先扩张后又收缩；②油酸酒精溶 5.答案：(1)DACB(2)见解析： 液中的酒精将溶于水并很快挥发，使液面收缩。 解析：(1)“用油膜法估测油酸分子的大小”实验步骤为：配置 油酸酒精溶液→测定一滴油酸酒精溶液的体积→准备浅水盘 10.答案：(1)a.B步骤中，“立即”改成“待油酸薄膜稳定后” b.C步骤中，要在水面上均匀撒上痱子粉或细石膏粉 ·形成油膜→描绘油膜边缘→测量油膜面积→计算分子直 (2)ECBAD(3)2524X10- 径，则操作先后顺序应是DACB。 解析：(1)B步骤中，“立即”改成“待油酸薄膜稳定后”：C步骤 (2)在用“油膜法估测油酸分子的大小”实验中，我们近似认 中，要在水面上均匀撒上排子粉或细石膏粉。 为：①油膜是星单分子分布的：②把油酸分子看成球形：③分 子之问没有空腺。 (2)实验时先配制油酸酒精溶液，得到一滴油酸酒精溶液中 纯油酸的体积，然后在浅盘中放入水，水面上撒上痱子粉，将 6答案：1 4×105(2)符合①7.50×108②8.11× 一滴油酸酒精溶液滴入，测量油酸在水面上散开的面积，最 10-8③7.10×108④7.57×10°m 后进行计算，故实验步骤的合理顺序是ECBAD。 (3)由题图可以估算出油膜的面积是S=63×2cmX2cm= 解桥：(1清洛液的体积为V而L因为 252cm,1滴油酸酒精溶液中含油酸的体积V=250X100 0.25 1滴溶中统油骏的体积为V,=动V=×动 1 L=1X10“m,由此计算出油酸分子的直径是d=戈 cm3=4×10-5cm3. 1×10-山 (2)3次测得d的结果分别为d,=4X10 533cm≈7.50X 252X10m=4X100m. 10amd-8gcm*811X10m,4-4x1 563 cm色 课时练3分子动能和分子势能 7.10×10'cm,其早均值为a=4++d≈7.57× 1.D解析：温度是分子平均动能的标志，甲物体的温度比乙物 3 体的温度高，由于不知道两种物体的分子质量的关系，所以不 10-10m. 能判断出甲物体分子平均速率与乙物体分子平均速率的大小 这与公认值的数量级相吻合，故本次实验结果符合数量级的 关系，故A错误：温度是分子平均动能的标志，物体温度越高， 要求。 分子的平均动能越大，并不是物体的每一个分子的动能都大， 7.B解析：由题图可知，图线②速率大的氧气分子占据的比例 故D正确，B错误；物体的内能与物体温度、体积、物态有关， 较大，其对应的分子的平均速率较大，故图线②对应的温度较 物体的内能增加时，物体的温度不一定升高，故C错误。 高，图线①是氧气分子在0℃时的速率分布图线，A错误；两2.D解析：在平衡位置，分子势能最小，则图中r2是平衡位置， 种温度下，都是中等速率的氧气分子所占的比例大，呈现“中 所以将两个分子从它们相距2时释放，它们既不会相互远 间多、两头少”的分布规律，B正确：图线与)轴围成的面积表 离，也不会相互靠近，选项A,B错误；当分子间的距离r=r3 示单位速率间隔的分子数占总分子数的百分比之和，其值等 时，分子间作用力表现为引力，选项C错误：当分子间的距离 于1，所以图线①与v轴围成的面积等于图线②与0轴围成的 从r3减小到r2时，分子间作用力表现为引力，E。r图像的斜 面积，C错误；100℃时氧气分子的平均速率比0℃时氧气分 率大小表示引力大小，可知引力先增大后减小，选项D正确。 子的平均速率大，D错误。 3.B解析：若y表示分子之间的作用力，则c点分子力为零，对 8.D解析：甲容器中器壁的压强是由所装物质的重力而产生 应为平衡位置，A正确；力是矢量，若y表示分子之间的作用 的，乙容器中器壁的压强是由分子撞击器壁而产生的，选项： 力，则分子之间的距离由T:增大到。的过程中，分子力先减 ·2 小后增大，B错误，分子势能是标量，若y表示分子之间的势：11.A解析：根据题意，由图可知，乙分子从P→Q做加速运动，到 能（以无穷远处为零势能点），则分子之间的距离由「：增大到 达Q点时，F=0,速度最大，动能最大，之后开始做减速运动，选 r。的过程中，分子势能一直减小，C正确：若y表示分子之间 项A正确，B、C错误：由F-x图像中图线与横轴所围面积表示 的势能，a,b间分子力表现为引力，若y表示分子之问的作用 功可知，从P→Q过程中分子力做正功的绝对值大于Q→R过 力，a、b间的分子力也表现为引力，若一个分子固定在坐标原 程中分子力做负功的绝对值，则乙分子到达R点时，速度不为 点，另一个分子由a点释放，则这个分子由a到b的过程中， 0,则乙分子到达R点时不能静止于该处，选项D错误。 分子力一定做正功，动能一直增加，D正确。 12.答案：(1)E一E0(2)见解析 4.A解析：因为温度相同，所以分子平均动能相同，故A正确： 解析：(1)当b分子速度为零时， 因为水分子的质量小于铁分子的分子质量，则水分子的平均 此时两分子间势能最大，根据能 △x 速率大，故B错误：分子势能与分子间距有关，分子间距等于 量守恒定律，有Em=E T。时分子势能最小，偏离r。越多，分子势能越大，所以体积大 一E0e 分子势能不一定大，故C错误；因为物体的分子数不同，分子 (2)由E。-x图线可知，当两分 势能的大小关系未知，所以无法比较两者的内能的大小，故D 子间势能为E时，b分子对应x1和x:两个位置坐标，b分 错误。 子的活动范图△x=x2一x1,如图所示。 5.CD解析：0℃的冰变成0℃的水，温度不变，所以分子的平 第二章气体、固体和液体 均动能不变，一定质量的0℃的冰变成0℃的水需要吸收热 量，则水的内能增大，而分子平均动能不变，所吸收的热量用 课时练4温度和温标气体的等温变化 来增大分子的势能。C、D正确。 6.A解析：温度升高，分子平均动能增大；温度降低，分子平均 :1.AB解析：处于热平衡状态的系统，温度一定相同，故A正 动能减小。体积与分子势能间的关系复杂，不能简单地说“体 确：根据热力学温度T与摄氏温度t的关系T=273.15+t可 积增大，分子势能增大”，只有选项A正确。 知，摄氏温度变化1℃，热力学温度变化1K,故B正确：摄氏 7.C解析：因为图中线段AQ=QB,所以Q是平衡位置，则乙 温度1℃，对应热力学温度为274.15K,故C错误：温度是分 分子在P处所受到的分子间作用力表现为斥力，A错误，乙分 子平均动能的宏观标志，故D错误。 子从较远处靠近甲分子，则在靠近Q的过程中，分子间作用力2B解析：A项中，铁丝受到外界因素影响，不是处于平衡态， 表现为引力，引力做正功，乙分子速度增大，分子势能减小，在 只是处于一种稳定状态，选项A错误；两物体温度不同，接触 Q点分子间作用力为零，加速度为零，越过Q点靠近甲分子过 后高温物体会向低温物体传热，处于非平衡态，选项B正确： 程，分子间作用力表现为斥力，斥力做负功，分子速度减小，势 0℃的冰水混合物放入1℃的环境中，周国环境会向冰水混 能增大，加速度增大，所以pa>vp,ao<ap、Ep>Eo,B、D错 合物传热，冰水混合物不是处于平衡态，选项C错误；压缩密 误，C正确。 闭容器中的空气，空气的体积、压强在变化，不是处于平衡态， 8.ABD解析：当甲、乙两分子间距离最小时，两者都处于静止 选项D错误。 状态，当乙分子运动到很远时，乙分子不再受分子间作用力， 3.C解析：以活塞为研究对象，活塞受重力、大气压力和封闭气 此时速度为。，放在此过程中乙分子的动能变化量为2m, 体的支持力，根据受力平衡得Mg十pS=pS,解得p=p。十 故A正确：此过程中，分子斥力始终做正功、分子引力始终做 冬C玉角 负功，即w。=W。一W1=2m,即分子斥力比分子引力多 4.C解析：初状态气体压强为p=p。十pa=80cmHg,末状态 气体压强为p'=p。=T5cmHg,由玻意耳定律得pLS= 微的功为2m2,故B.D正确，C错误。 pL'S,解得L'=6.4cm,故A,BD错误，C正确。 5.AB解析：选项A图中可以直接看出温度不变：B图说明po℃ 9.AB解析：在平衡位置处，分子势能最小，分子间的作用力为 0,所以在x。处所受分子间的作用力不为0，在x1处所受分子 日，脚pV=常数，是等温过程；C图横坐标为温度，不是等温 间的作用力为0，选项A正确：从x1处向左移动，分子间的作 线：D图的p一V图线不是双曲线，故不是等温线。 用力一直增大，选项B正确：从x1处向右移动，分子问的作用 力先增大后减小，选项C错误：在x2处由静止释放另一分子， 6.B解析：气体p号围像上各点与原点连线的斜率与温度成 由图知，分子不能运动到x。处，选项D错误。 正比，由图像可知，1→2过程图像上各点与原点连线斜率逐渐 10.D解析：根据分子处于平衡位置（即分子之间距离为r。)时 减小，故气体温度逐渐降低，B正确，AC、D错误。 分子势能最小可知，曲线I为分子势能随分子之间距离？变：7.AD解析：作出过B点的等温线如图所 P 化的图像：根据分子处于平衡位置（即分子之间距离为r。)时 示，可知Tg>TA=Tc,故从A到B的 分子间的作用力为零，可知曲线Ⅱ为分子间的作用力（分子 过程温度升高，A正确；从B到C的过程 间引力和斥力的合力)随分子之间距离r变化的图像：结合 温度降低，B错误：从A到B再到C的过 曲线Ⅱ，可知曲线Ⅲ为分子间斥力随分子之间距离r变化的 程温度先升高后降低，C错误：A,C两点O 图像。选项D正确。 在同一等温线上，D正确。 ·3·课时练3 分子动能和分子势能 (时间:40分钟满分:50分) 基础达标 D.若一个分子固定在坐标原点,另一个分子由a点 1~7题每题3分,共21分。 释放,则这个分子由a到b的过程中,动能一直 1.下述说法中正确的是 增加 A.甲物体的温度比乙物体的温度高,则甲物体分子 4.一个铁球和一个冰球的温度相同,且其质量相等,则 C 平均速率比乙物体分子平均速率大 - B.温度是分子平均动能的标志,温度升高,则物体的 A.它们的分子平均动能一定相等 每一个分子的动能都增大 B.它们的分子运动的平均速率一定相等 C.当某物体的内能增加时,该物体的温度一定升高 C.冰球的体积大,水的分子势能大 D.温度是分子平均动能的标志,温度越高,则分子平 D.它们的内能一定相等 均动能越大 5.(多选)一定质量的0C的冰,全部变成0C的水的过 2.由于分子间存在着作用力,而分子 程中,体积减小,则它的能量变化情况是 _ 间作用力做功与路径无关,因此分 A.分子的平均动能增大,分子的势能减小 子间存在与其相对距离有关的分( B.分子的平均动能减小,分子的势能增天 子势能。如图所示为分子势能E C.分子的平均动能不变,分子的势能增大 随分子间距离,变化的图像,取, D.水的分子总动能不变,水的内能增加 趋近干无穷大时E,为零。通过功能关系可以从分 6.对于物体的“热胀冷缩”现象,下列说法正确的是 子势能的图像中得到有关分子间作用力的信息,则 下列说法正确的是 ( A.受热后物体温度升高,分子的平均动能增大;降低 A.图中,.是平衡位置 温度后,分子的平均动能减小 B.假设将两个分子从它们相距r。时释放,它们将相 B.受热后物体膨胀,体积增大,分子势能增大;遇冷 互靠近 收缩后,体积减小,分子势能减小,分子的平均动 C.当分子间的距离,一r。时,分子间的作用力表现 能不会改变 为斥力 C.受热后物体膨胀,温度升高,分子平均动能增大 D.当分子间的距离从r。减小到r。时,分子间的作用 体积增大,分子势能也增大;遇冷收缩后,温度降 力表现为引力,且先增大后减小 低,分子平均动能减小,体积减小,分子势能也 3.如图所示,既可表示分子力随距离变化的图线,又可 减小 表示分子间势能随距离变化的图线,则下列说法中 D.受热后物体膨胀,分子平均动能增大,分子势能也 错误的是 ( ) 增大;遇冷收缩后,分子平均动能减小,但分子势 能增大 7.两个分子间同时存在着引力和 斥力,引力和斥力的大小随分 子间距离变化的关系如图所 A.若y表示分子之间的作用力,则c点对应为平衡 示。图中线段AQ一QB。现 位置 将甲分子固定在O点,乙分子 B.若v表示分子之间的作用力,则分子之间的距离 从较远处沿直线经Q、P向O 由r增大到r.的过程中,分子力一直减小 点靠近,乙分子经过Q、P点时 C.若v表示分子之间的势能(以无穷远处为零势能 的速度大小分别为v。、v,加速度大小分别为a。) 点),则分子之间的距离由r,增大到r.的过程 a,分子势能分别为E。、E,,假设运动过程中只有 C 中,分子系统的势能一直减小 分子力作用。则下列判断正确的是 ) 2 A.乙分子在P处所受到的合力表现为引力 11.(教材习题变式)可视为质点的甲,乙两个分子,甲 B.。vp、a。<a,E<E。 固定于坐标原点,乙只在;轴上运动,乙所受分子 C.v。>v..a。a,E,>E。 力F只与x有关,F与x在2.2×10*m x<5.0 D.v。<vp,a。>a,E>E。 ×10**m间的关系如图所示。乙由静止从P点开 拓展提升 始移动,假设乙除分子力F外不受其他外力作用, 则下列叙述正确的是 8~11题每题4分,12题13分,共29分。 C ) 8.(多选)一般情况下,分子间同时存在分子引力和分 6.0 .F/(10) 子斥力。若在外力作用下两分子的间距达到不能再 3.0 靠近时,固定甲分子不动,乙分子可以自由移动,则 。 x(10“m) 去掉外力后,当乙分子运动到很远时,速度为v,则在 -3.0 乙分子的运动过程中(乙分子的质量为 ),下列判 -6.0- 1.5 2.0 2.5 3.0 3.5 40 4.5 5.0 断正确的是 C ) A.乙分子到达Q点时,动能最大 B.乙分子到达R点时,动能最大 C.乙分子到达Q点时便静止于该处 D.乙分子到达R点时便静止于该处 12.(情景创新)在长期的科学实践中,人类已经建立起 C.分子引力比分子斥力多做的功为-mo{} 各种形式的能量概念及其量度的方法,其中一种能 D.分子斥力比分子引力多做的功为mo{ 量是势能。势能是由于各物体间存在相互作用而 具有的、由各物体间相对位置决定的能。如重力势 9.(多选)如图所示,有一分子位于坐标原点O处不动, 能、弹性势能、分子势能、电势能等。如图甲所示,a 另一分子位于:轴上,纵轴表示这两个分子的分子 b为某种物质的两个分子,以a分子所在位置为原 势能E。,分子间距离为无穷远时,分子势能E,为0. 点,沿两分子连线建立x轴,如果选取两个分子相 则另一分子 C 、 距无穷远时的势能为零,则作出的两个分子之间的 __ 势能E。与它们之间距离x的E。一工关系图线如图 乙所示。 A.在x。处所受分子间的作用力不为( B.从,处向左移动,分子间的作用力一直增大 甲 C.从x.处向右移动,分子间的作用力一直增大 乙 (1)假设分子a固定不动,分子b只在a、b间分子间 D.在x。处由静止释放可运动到x。处 作用力的作用下运动(在x轴上)。当两分子间距 10.图1和图2中曲线I、II、II分别描述了某物理量随 离为r。时,b分子的动能为E。(E。<E)。求a、b 分子之间的距离变化的规律,r。为平衡位置。现有 分子间的最大势能E 如下物理量:①分子势能,②分子间引力,③分子间 (2)利用图乙,结合画图说明分子b在c轴上的运 斥力,④分子间引力和斥力的合力,则曲线I、II。 动范围。 III对时应的物理量分别是 ( ) 图1 图2 A.①③② B.②④③ C.④①③ D.①④③ 6